1,计算相变潜热,,2,一.知识目标: 掌握相变潜热的概念和常用的处理方法二.能力目标: 利用Excel.ChemCAD计算相变潜热,3,,生活中的例子,,夏天,人们利用室 内洒水进行降温,,4,,概念,在恒定的温度很热压力下,单位质量或摩尔的物质发 生相变时的焓变称为相变潜热类型,1.汽化和冷凝 2. 熔化和凝固 3.升华和凝华,,往往伴随显著的内能和焓变化,成为过程热量的主体,5,计算方法,(1)查手册 许多纯物质在正常沸点(或熔点)下的相变潜热数据可在手册中查到,部分物质的相变潜热数据见附附表1-11某些物质的物性数据表 若查到的数据,其条件不符合要求,可设计一定计算途径来计算例如:,A(液)1molT1,P1,A(汽)1molT1,P1,A(液)1molT2,P2,A(汽)1molT2,P2,,,,△h3,△h1,△h2,△h4,△h2 = △ h1 - △ h3- △ h4,,(已知),(?),6,(2)经验公式,①特鲁顿法则(沸点法),△hv=b Tb (kJ/mol),式中 b,,常数,对非极性液体,b=0.088;水﹑低分子量醇,b=0.109;,Tb,,,液体的正常沸点,K ;,△hv,,汽化潜热,kJ/mol。
注意:此法用于计算标准汽化热即正常沸点下的相变 潜热;计算误差比较大,在30%之内7,②陈氏方程,,式中:Tb,,液体的正常沸点,K ;,Tc,,,临界温度,K ;,Pc,临界压力,atm 注意:此方程适用于烃类及弱极性化合物,误差一般小 于4%不适用醇酸等具有缔结性的化合物8,,9,③Riedel方程,式中:Tb,,正常沸点,K ;,△hv,,,正常沸点下的汽化潜热,J/mol;,,pc,临界压力,Mpa;,Trb,正常沸点下的对比温度(Trb=Tb/Tc),注意:此公式计算正常沸点下的汽化焓,误差一般都在 5%之内10,④克劳修斯-克拉贝隆方程,式中p*,,蒸汽压,其单位要视式中常数B的数值而定,注意:此方程△h看作常数,若在蒸汽压数据覆盖的范围内, △h可看作为常数,则可将实验测得的几个温度下相应的饱和蒸汽压数据,作lnp-1/T图,由直线斜率( -△hv/R)求出此温度范围内的平均摩尔汽化热 还可根据两个温度下的饱和蒸气压来计算11,,在很多情况下,汽化热随温度改变,需用克拉贝隆方程:,式中,Vg 、Vl分别为气体和液体在温度T时的摩尔容积。
中低压时, Vg ﹥﹥Vl ,由理想气体状态方程代入下式得:,温度T时的汽化热可用lnp-T图由蒸汽压数据来计算,即曲线上某温度处的切线斜率,就是该温度的(dlnp/dT),由上式求出△hv12,⑤,沃森公式,式中:Tr1、Tr2分别是T1、T2下的对比温度注意:此公式在临界温度10K以外平均误差为1.8%,⑥标准熔化热的估算△hm(J/mol) ≈9.2Tm(用于金属元素) ≈25Tm(用于无机化合物) ≈50Tm(用于有机化合物)式中 Tm,,正常熔点,K。